Abstract

An optical clockwork is created with a compact 1-GHz repetition-rate laser and three nonlinear crystals. The broadband continuum output of the laser covers sufficient bandwidth to provide direct access to its carrier-envelope offset frequency without the use of a microstructure fiber. We phase lock the femtosecond comb to a Ca optical standard and monitor the stability of the repetition rate, fr, at 1 GHz. We demonstrate that the short-term stability of the microwave output of the optical clock is at least as good as that of a high-performance hydrogen maser.

© 2002 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
    [CrossRef]
  2. J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
    [CrossRef]
  6. J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
    [CrossRef]
  7. L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
    [CrossRef]
  8. R. Ell, U. Morgner, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheuer, G. Angelow, T. Tschudi, M. J. Lederer, A. Boiko, and B. Luther-Davies, Opt. Lett. 26, 373 (2001).
    [CrossRef]
  9. U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. A. Bartels and H. Kurz, Opt. Lett. 27, 1839 (2002).
    [CrossRef]
  11. C. W. Oates, F. Bondu, R. W. Fox, and L. Hollberg, Eur. Phys. J. D 7, 449 (1999).
    [CrossRef]
  12. J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
    [CrossRef]
  13. These error bars are included to offer the reader information regarding the number of samples taken, especially at large τ. They are not an attempt to account specifically for all possible noise processes. Such an analysis is beyond the scope of this work.
  14. S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
    [CrossRef]
  15. S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]

2002

2001

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

R. Ell, U. Morgner, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheuer, G. Angelow, T. Tschudi, M. J. Lederer, A. Boiko, and B. Luther-Davies, Opt. Lett. 26, 373 (2001).
[CrossRef]

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

2000

J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
[CrossRef]

J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

1999

C. W. Oates, F. Bondu, R. W. Fox, and L. Hollberg, Eur. Phys. J. D 7, 449 (1999).
[CrossRef]

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

1970

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Angelow, G.

Barnes, J. A.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Bartels, A.

A. Bartels and H. Kurz, Opt. Lett. 27, 1839 (2002).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

Beall, J. A.

R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Bergquist, J. C.

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Boiko, A.

Bondu, F.

C. W. Oates, F. Bondu, R. W. Fox, and L. Hollberg, Eur. Phys. J. D 7, 449 (1999).
[CrossRef]

Chi, A. R.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Cundiff, S. T.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Curtis, E. A.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Cutler, L. S.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Diddams, S. A.

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Drullinger, R. E.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Dunlop, A. E.

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Ell, R.

R. Ell, U. Morgner, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheuer, G. Angelow, T. Tschudi, M. J. Lederer, A. Boiko, and B. Luther-Davies, Opt. Lett. 26, 373 (2001).
[CrossRef]

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Fox, R. W.

C. W. Oates, F. Bondu, R. W. Fox, and L. Hollberg, Eur. Phys. J. D 7, 449 (1999).
[CrossRef]

Fujimoto, J. G.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

R. Ell, U. Morgner, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheuer, G. Angelow, T. Tschudi, M. J. Lederer, A. Boiko, and B. Luther-Davies, Opt. Lett. 26, 373 (2001).
[CrossRef]

Hall, J. L.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Hänsch, T. W.

J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

Haus, H. A.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Healey, D. J.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Hollberg, L.

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

C. W. Oates, F. Bondu, R. W. Fox, and L. Hollberg, Eur. Phys. J. D 7, 449 (1999).
[CrossRef]

Holzwarth, R.

J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

R. Ell, U. Morgner, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheuer, G. Angelow, T. Tschudi, M. J. Lederer, A. Boiko, and B. Luther-Davies, Opt. Lett. 26, 373 (2001).
[CrossRef]

Itano, W. M.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ivanov, E. N.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

Jones, D. J.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kärtner, F. X.

R. Ell, U. Morgner, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheuer, G. Angelow, T. Tschudi, M. J. Lederer, A. Boiko, and B. Luther-Davies, Opt. Lett. 26, 373 (2001).
[CrossRef]

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Keller, U.

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Kurz, H.

Lederer, M. J.

Lee, W. D.

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Leeson, D. B.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Luther-Davies, B.

McGunigal, T. E.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Metzler, G.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Morgner, U.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

R. Ell, U. Morgner, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheuer, G. Angelow, T. Tschudi, M. J. Lederer, A. Boiko, and B. Luther-Davies, Opt. Lett. 26, 373 (2001).
[CrossRef]

Mullen, J. A.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Niering, M.

J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Oates, C. W.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

C. W. Oates, F. Bondu, R. W. Fox, and L. Hollberg, Eur. Phys. J. D 7, 449 (1999).
[CrossRef]

Rafac, R. J.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ranka, J. K.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Reichert, J.

J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

Robinson, H. G.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

Scheuer, V.

Schibli, T. R.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Smith, W. L.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Steinmeyer, G.

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Stenger, J.

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Stentz, A.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Stentz, A. J.

Sutter, D. H.

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Sydnor, R. L.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Telle, H. R.

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Tschudi, T.

Udem, Th.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

Vessot, R. F. C.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Vogel, K. R.

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Weitz, M.

J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Windeler, R. S.

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
[CrossRef]

Wineland, D. J.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Winkler, G. M. R.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Ye, J.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Young, B. C.

R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Phys. B

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Eur. Phys. J. D

C. W. Oates, F. Bondu, R. W. Fox, and L. Hollberg, Eur. Phys. J. D 7, 449 (1999).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

IEEE Trans. Instrum. Meas.

J. A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler, D. J. Healey, D. B. Leeson, T. E. McGunigal, J. A. Mullen, W. L. Smith, R. L. Sydnor, R. F. C. Vessot, and G. M. R. Winkler, IEEE Trans. Instrum. Meas. IM-20, 105 (1970).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

J. Reichert, M. Niering, R. Holzwarth, M. Weitz, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 3232 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, Th. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

R. J. Rafac, B. C. Young, J. A. Beall, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 85, 2462 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Proc. SPIE

S. A. Diddams, Th. Udem, K. R. Vogel, C. W. Oates, E. A. Curtis, R. S. Windeler, A. Bartels, J. C. Bergquist, and L. Hollberg, Proc. SPIE 4269, 77 (2001).
[CrossRef]

Science

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Other

These error bars are included to offer the reader information regarding the number of samples taken, especially at large τ. They are not an attempt to account specifically for all possible noise processes. Such an analysis is beyond the scope of this work.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (2)

Fig. 1
Fig. 1

Output spectrum of a 1-GHz femtosecond laser, showing the power per 1-GHz mode measured in microwatts given 640-mW total average power. We obtain the offset frequency, fCEO, by heterodyning the third harmonic of light at 960 nm with the second harmonic of 640 nm (indicated by the two arrows).

Fig. 2
Fig. 2

Allan deviation (circles) for the Ca-referenced optical clock at fr=1 GHz measured relative to a low-noise frequency synthesizer referenced to a hydrogen maser. Error bars of 1N, where N is the number of sample points, are shown. The Allan deviation of the synthesizer (triangles) and the maser (solid curve) are also shown. The two thin lines illustrate the upper limits of the instability of fr that are due to the Ca standard and the phase locks.

Metrics